Молочнокислое брожение считается эволюционно одним из самых древних и примитивных типов брожения. По характеру самого процесса и образующимся конечным продуктам различают гомо и гетероферментативное молочнокислое брожение. В основе гомоферментативного молочнокислого брожения лежит гликолитический цикл сбраживания гексозы с образованием двух молекул пировиноградной кислоты. Последняя, выступая конечным акцептором водорода, восстанавливается до единственного продукта – молочной кислоты. Энергетический выход гомоферментативного молочнокислого брожения невелик и составляет всего 2 молекулы АТФ на 1 молекулу сброженной кислоты. Эффективность запасания выделяющейся свободной энергии в АТФ высокая и составляет примерно 40%. Процесс ведут гомоферментативные молочнокислые бактерии, способные сбраживать 85-98% сахара, находящего в среде, до молочной кислоты. Морфологически они представлены кокками, относящимся к родам Streptococcus и Pediococcus, палочковмдными бактериями рода Lactobacillus. Все бактерии этой группы по методу Грама окрашиваются положительно, спор не образуют, неподвижны. По отношению к кислороду аэротолерантны, т.е. способны расти при доступе кислорода, хотя энергетический метаболизм осуществляют путем брожения. Молочнокислые бактерии характеризуются весьма низкими биосинтетическими способностями. Для роста нуждаются в обогащенных питательных средах, содержащих различные аминокислоты, компоненты нуклеиновых кислот, витамины группы В и другие соединения. Источником углерода для них служат молочные или растительные сахара (глюкоза, лактоза, мальтоза) и редко некоторые пентозы, сахароспирты и органические кислоты. Низкие биосинтетические способности этой группы бактерий свидетельствуют о примитивности их конструктивного метаболизма.
В основе гетероферментативного молочнокислого брожения лежит пентозофосфатный путь сбраживания гексоз или пентоз с образованием молочной кислоты и ряда других продуктов – уксусной кислоты, этилового спирта, глицерина и углекислого газа.
Облигатные гетероферментативные молочнокислые бактерии лишены ключевых ферментов гликолитического пути – альдолазы и триозофосфатизомеразы. К этой группе относятся бактерии родов: Lactobacillus, Leuconostoc, Bifidobacterium. Некоторые молочнокислые бактерии (Lactobacillus casei, L.plantarum, L. Xylosus) способны вести как гомо-, так и гетероферментативное молочно-кислое брожение, сбраживая гексозы по гликолитическому, а пентозы по пентозофосфатному пути. По морфологическим, культуральным и многим физиологическим признакам гетероферментативные молочнокислые бактерии близки к гомоферментативным. Различные виды молочнокислых бактерий способны развиваться в широких температурных пределах от 7-10 до 40-420 С, имея оптимум 25-300 С. Многие виды молочнокислых бактерий хорошо выдерживают закисление рН среды, особенно палочковидные формы рода Lactobacillus.
Молочнокислые бактерии весьма широко распространены в природе. Они легко выделяются из молока и всех молочных продуктов, с поверхности растений, из почвы, желудка и кишечника животных и человека. С давних времен для производства кисломолочных продуктов в разных местностях используют различные виды молочнокислых бактерий. На севере в закваску для простокваши входят в основном кокковые формы Streptococcus lactis и S. Cremoris; на юге в закваске простокваши преобладает болгарская палочка Lactobacillus bulgaricus. Закваски некоторых национальных кисломолочных продуктов (кефира, кумыса, йогурта) представлены исторически сложившимися симбиотическими комплексами молочнокислых бактерий и дрожжей. Например, закваской для приготовления кефира служат кефирные зерна, содержащие молочнокислые бактерии Streptococcus lactis и Lactobacillus caucasicus, а также дрожжи Saccharomyces kefiri. Молочнокислые бактерии сбраживают лактозу молока с образованием 0,8-1% молочной кислоты, дрожжи ведут спиртовое брожение и сбраживают лактозу с образованием 1%-го этилового спирта. Молочнокислые бактерии Streptococcus diacetilactis и Pediococcus cerevisiae вызывают скисание сливок и применяются для производства сливочного масла. Молочнокислые бактерии используют также в приготовлении сыров. В процессах квашения овощей и силосования кормов принимают участие многочисленные спонтанные расы гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий, находящихся на самом растительном материале (бактерии (Lactobacillus plantarum, L. вrevis, L.fermentum, Streptococcus lactis и S. сremoris).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему